UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII BUCURETI Facultatea de
Inginerie a Instalaiilor Specializarea: Inginerie termic - Doctorat
TEZ DE DOCTORAT COORDONATOR TIINIFIC: Prof. univ. dr. ing. Iordache
Florin DOCTORAND: Ing. Pun C. Virgil - BUCURETI, 2011 -
UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII BUCURETI Facultatea de Inginerie
a Instalaiilor Specializarea: Inginerie termic - Doctorat ANALIZA
COMPORTAMENTULUI TERMO-HIDRAULIC VARIABIL AL SISTEMELOR
CENTRALIZATE DE ALIMENTARE CU CLDUR COORDONATOR TIINIFIC: Prof.
univ. dr. ing. Iordache Florin DOCTORAND: Ing. Pun C. Virgil -
BUCURETI, 2011 -i CUPRINS INTRODUCERE
...........................................................................................................................
iv CAPITOLUL1.SISTEMELECENTRALIZATEDEALIMENTARECUCLDUR (SACET) DIN
ROMNIA............................................................................................................
1 1.1. Scurt introducere
....................................................................................................................
1 1.2. Tipurile SAC
............................................................................................................................
2 1.3. Structura SAC
..........................................................................................................................
3 1.4. Reglajul termic practicat n instalaiile centralizate de
distribuie energie termic ................. 3
CAPITOLUL2.REABILITAREATERMICACLDIRILORRACORDATELA SISTEMUL
CENTRALIZAT DE ALIMENTARE CU CLDUR
....................................... 9 2.1. Scurt introducere
....................................................................................................................
9 2.2. Considerente generale privind reabilitarea cldirilor
............................................................. 10
2.3. Caracteristici termoenergetice ale anvelopei cldirilor
.......................................................... 11 2.4.
Caracteristici reale ale anvelopei cldirilor
............................................................................
26 2.5. Potenialul de eficientizare al cldirilor din Romnia
............................................................ 34
2.6. Termostatarea i echilibrarea hidraulic a instalaiei interioare
............................................. 37 2.7. Concluzii
pariale
...................................................................................................................
41 CAPITOLUL3.MODELAREACOMPORTAMENTULUITERMICDINAMICAL
SISTEMULUICLDIRE-INSTALAIEDENCLZIRE.REGLAJULTERMIC CALITATIV
CENTRALIZAT
..................................................................................................
43 3.1. Scurt introducere
..................................................................................................................
43 3.2. Stabilirea modelelor matematice
............................................................................................
43 3.3. Validarea experimental a modelului matematic
...................................................................
50 3.4. Concluzii pariale
...................................................................................................................
52
3.5.Simulareacomportamentuluitermicdinamicalcldirii.Programulutilizatimetoda
elaborat
........................................................................................................................................
52 3.6. Reglajul termic calitativ pe circuitul secundar
.......................................................................
55 3.6.1. Cazul reglajului centralizat mixt
.........................................................................................
58
3.6.2.Fluctuaiiledeputeritermicelaconsumatoridatoritaporturilorinterneiexternede
cldur
...........................................................................................................................................
61 3.7. Randamentul de reglare al instalaiilor interioare de
nclzire central ................................. 63
3.7.1.Cazulcldiriinereabilitatpepartedeconstrucieinemodernizatpepartedeinstalaii
interioare........................................................................................................................................
68
3.7.2.Cazulcldiriinereabilitatpepartedeconstruciedarmodernizatpepartedeinstalaii
interioare........................................................................................................................................
72
3.7.3.Cazulcldiriireabilitpepartedeconstruciensnemodernizatpepartedeinstalaii
interioare........................................................................................................................................
75
3.7.4.Cazulcldiriireabilitpepartedeconstrucieimodernizatpepartedeinstalaii
interioare........................................................................................................................................
77 ii CAPITOLUL 4. ACHIZIIA I PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE
....... 81 4.1. Descrierea instalaiei de distribuie a agentului
termic pe care s-a efectuat monitorizarea ... 81 4.1.1. Metodele de
msurare i controlul
procesului.....................................................................
83 4.1.2. Monitorizarea i achiziia datelor
........................................................................................
85 4.1.3. Datele generale ale blocurilor monitorizate
........................................................................
88
4.2.Cazulcldiriinereabilitatpepartedeconstrucieinemodernizatpepartedeinstalaii
interioare........................................................................................................................................
93 4.3. Concluzii pariale
...................................................................................................................
96
4.4.Cazulcldiriinereabilitatpepartedeconstruciedarmodernizatpepartedeinstalaii
interioare........................................................................................................................................
96 4.5. Concluzii pariale
.................................................................................................................
105
4.6.Cazulcldiriireabilitepepartedeconstruciensnemodernizatpepartedeinstalaii
interioare......................................................................................................................................
106 4.7. Concluzii pariale
.................................................................................................................
118 4.8. Cazul cldirii reabilit pe parte de construcie i modernizat
pe parte de instalaii interioare
.....................................................................................................................................................
119 4.9. Concluzii partiale
.................................................................................................................
126 CAPITOLUL5.MSURIISOLUIIPRIVINDEFICIENTIZAREAALIMENTRII
CUCLDURADIVERSELORTIPURIDECONSUMATORIRACORDAILA SISTEMUL
CENTRALIZAT DE DISTRIBUIE A AGENTULUI TERMIC ................. 127
5.1. Scurt introducere
................................................................................................................
127 5.2. Soluiile pentru creterea eficienei energetice la nivelul
sursei .......................................... 127 5.2.1. Scheme
constructiv-funcionale de staii termice compacte
............................................. 129 5.2.2. Structuri
de baz bilanuri termice
reprezentative..........................................................
137
5.3.Soluiipentrucretereaeficieneienergeticelanivelulinstalaieidenclzirecentraldin
cldiri
...........................................................................................................................................
151 5.4. Soluii pentru creterea eficienei energetice la nivelul
anvelopei cldirii........................... 153
CAPITOLUL6.CONCLUZIIGENERALE,CONTRIBUIIORIGINALE, POSIBILITIDE
VALORIFICARE A REZULTATELOR OBINUTE ..................... 158 6.1.
Concluzii generale
................................................................................................................
158 6.2. Contribuii principale
...........................................................................................................
163 6.3. Posibiliti de valorificare i continuare a cercetrilor n
domeniu ...................................... 164 Bibliografie
.................................................................................................................................
166 ANEXE
.......................................................................................................................................
169 iii Mulumiri
Aceasttezs-aderulatncadrulcatedreideTermotehnicaFacultiide
Instalaii-U.T.C.B.Bucuretiiafostcondusdectredomnulprof.univ.dr.ing.
Florin
IORDACHE.Dorescsaducclduroasemulumirinmoddeosebitconductoruluimeu
tiinific,domnulprof.univ.dr.ing.FlorinIORDACHE,carem-asprijinitprin
ndrumrile competente ale domniei salei care mi-a acordat ncredere
deplin n toate deciziile pe care le-am luat privind organizarea
ntregii activiti de pregtire doctoral.
Deasemenea,mulumescdomnuluiprof.univ.dr.ing.DragoHERA,eful
catedreideTermotehnicpentrusprijinul,nelegereaacordatipentrucontinua
stimulare n definitivarea tezei.
insaducmulumiridoamneiprof.univ.dr.ing.RodicaFRUNZULICpentru
ajutorulisugestiilepecaremile-adatprivindanalizarezultatelorexperimentalei
utilizarea acestora. Mulumesc n mod special conducerii Facultii de
Instalaii dincadrul U.T.C.B. Bucureti precum i ntregului colectiv
de cadre didactice i tehnicieni ai catedrei, pentru cadrul propice
creat n vederea finalizrii cu succes a acestei etape de pregtire.
nsfritdarnunultimulrnd,mulumescfamiliemelecarem-asusinut permanent
i mi-a creat condiiile necesare pentru elaborarea acestei teze de
doctorat. Autorul *** Introducere iv INTRODUCERE
LucrareaesteunstudiutiinificcarearecafundamentcerineleDirectivei
europeneEC/91/2002iaLegii372/2005privindperformanaenergeticacldirilor
precum i a Directivei EC/76/93 din septembrie 1993 referitoare la
limitarea emisiilor de CO2, creterea eficienei utilizrii energiei i
protecia mediului. Aceast tez propune o cercetare orientat asupra
analizei impactului reabilitrii
imodernizriicldirilordinansambluriledelocuinecolectivealimentatecentralizat
prinintermediulreelelorarborescentededistribuieenergietermic,nscopul
mbuntirii performanelor energetice globale ale sistemelor complexe
de producere i
utilizareaenergieitermice.Seurmreteastfelrezolvareaconceptualaprincipalelor
problemelegatedeexploatareasistemelortermice,dinpunctdevederealeficienei
energetice i al performanelor tehnice ale acestora. Obiectivul
materialului se nscrie astfel ntr-o aciune constnd n identificarea
i
aprofundareacunotineloraspurafactorilorcarelimiteazrandamentuldereglareal
instalaiilor de nclzire central n contextul reabilitrii la nivel de
consumatorfinal i
deidentificareacilortiintificereprezentativeprincarepoatefianalizataceast
problematicprecum i de a contribui la mbuntirea lor. Reducerea
consumurilor energetice la consumatorii urbani datorat att creterii
temperaturilorexterioarecarezultatalnclziriiglobalectiadebranrilor,este
amplificatidereabilitriletermiceaprutelaoseriedecldiricolectivedelocuiti
odat cu impunerea realizrii certificatelor de performan enegetic
pentru cldirile noi realizate.
Cucca.10aniurmaunceputsaparprimelereabilitriimodernizri
efectuatencadrulinstalaiilorinterioarealeblocurilordelocuine.Nereferimla
montarea decontoarede ap lagrupurile sanitarei la spltoarele de la
buctrii, la
montareadebateriinoilaobiectelesanitare,lamontareaderobinetetermostaticei
repartitoare de costuri la corpurile de nclzire i o serie de alte
msuri de acest gen. n
urmaimplementriiacestormsuripeinstalaiileinterioaredincldirilecolective,s-a
oferit o prghie important consumatorilor n ceea ce privete optarea
pentru un consum adecvat de energie termic cu necesitile efective i
totodat cu posibilitile de plat. A rezultat dup cum este cunoscut
un consum de energie termic diminuat fa de
situaiaanterioarimplementriireabilitriloridestuldefluctuantntimp.Pentruca
aceast diminuare de solicitare energetic s se transforme efectiv
ntr-un consum redus
decombustibilfosilestensnecesarcasistemuldealimentarecentralizatcucldur
s fie echipat i automatizat n mod
corepunztor.ntezadefas-arealizatoanalizcompletafuncionriiunuisistemde
alimentare centralizat cu cldur a unor blocuri de locuine, ncepnd
cu punctul termic de producere a agentului secundar i finaliznd cu
consumatorii de cldur. Totodat, s-a Introducere v pus accentul pe
analiza problematicii principalelor efecte ale reabilitrii la nivel
de instalaie interioar i a proteciei termice a cldirilor, care au
implicaii asupra consumului energetic pentru nclzire i asupra
gradului de confort al ocupanilor din
cldire.Lucrareaipropunesprezinteinformaiiletehniceiteoreticedeutilizareale
sistemelordecontrolpentruacesteobiectiveiprelucrareaievaluareaanalitica
datelor achiziionate de la nivel de consumator final.
Lucrareaurmreteidentificarealipsurilorexistenteactualmentenceeace
privete echiparea corespunztoare a sistemelor de alimentare
centralizat cu cldur i
deasemeneanreglajultermiccalitativsaucantitativalconsumatorilorfinalidetipul
cldirilor colective, n perspectiva ntampinrii programelor de
reabilitare aflate n plina
derulare.Totodatsevorfacepropuneriirecomandrinceeaceprivete
eficientizareafuncionriisistemuluidealimentarecentralizatcucldurncentrele
urbanenacestcontext.ncadrullucrriisevaprezentasinteticsituaiaexistentn
sistemuldealimentarecentralizatcucldur,identificndu-secarenelenceeace
privetecorectitudineareglajuluitermic.Totodatsevaprezentaprelucrareai
evaluarea analitic a datelor achiziionate la nivel de consumator
final, in diferite situaii de reabilitare. Cercetrile experimentale
s-au efectuat n situ pe sistemul SACET al municipiului
Bucuretiiaupresupusprelevareaunuisetdeparametritermo-hidraulicipeperioada
sezoanelor reci 2007-2010. Mai concret, n cadrul cerecetrilor
experimentale a fost monitorizat un ansamblu de 14 imobile de
locuine, reprezentnd consumatorii finali alimentai cu energie
termic
pentrunclzireiapcalddeconsumdelaunpuncttermicintegralautomatizat.
Monitorizarea s-a desfurat pe perioada a trei ierni
succesive,reprezentnd perioadele
sezonuluidenclzirepentruntregansamblulmenionat.Studiuls-aefectuatprin
prelucrareabazeidedatececonineparametriiachiziionailaniveldeinstalaiede
nclzire PT, reea secundar i
consumatori.Aufostanalizateurmtoarelecategoriideblocurialimentatedelasistemul
centralizat: -Blocuri nereabilitate att pe parte de construcie ct i
pe parte de instalaii; -Blocuri nereabilitate pe parte de
construcie dar reabilitate parial pe parte deinstalaii; -Blocuri
reabilitate pe parte de construcie dar nereabiliate pe parte de
instalaii; -Blocuri reabilitate atat pe parte de construcie ct i pe
parte de instalaii. Prin analiza teoretic s-a urmrit evidenierea
situaiei alimentrii centralizate cu
cldurablocurilorreabilitateinereabilitate,alimentatedelaacelaisistemunic
centralizat de alimentare cu cldur. Au fost vizate consecinele
temperaturii unic reglate dup blocurile nereabilitate, asupra
tuturor consumatorilor alimentai.Sunt detaliate astfel obiectivele
tezei de doctorat: n prima parte a lucrrii punerea n eviden a
structurii sistemelor de alimentare Introducere vi
centralizatcuenergietermic(SACET),oprezentaregeneralactualizata
sistemuluidealimentarecuclduraMunicipiuluiBucureti,schemetipde
racordare a instalaiilor de nclzire; tipuri de reglare n sistemele
de termoficare,
aspectepracticeprivindexploatareaacestorsisteme,monitorizarei
dispecerizare; aspecte structurale specifice n ce
priveteansamblurile blocurilor de locuine urbane, istoric i
prezent;
prelevareapedurataexperimentrilor,aunuisetsuficientdeparametride
funcionareaiinstalaieicentralizatedealimentarecucldurcare,analizais
permitobinereaunorcaracteristicidebazalecomportamentuluiinstalaiein
diferite situaii de reabilitare la nivelulconsumatorului
final;stabilireaunuimodelmatematicirealizareauneiaplicaiisoftwarecares
permitsimulareareglajuluitermiccalitativlaniveldeinstalaiedenclzire
odat cu scderea necesarului de cldurla consumator i care s fie
folosite i n alte situaii dect cele n care s-auobinut datele
experimentale;
punerealadispoziieattfurnizorilordeenergietermic(ingineriproiectani,
serviciul exploatare a sistemului de alimentare centralizat cu
energie termic din
Bucureti)cticonsumatoriloraunordate,expresiianalitice,observaiii
concluziicarespoatfiutileladeterminarearegimuriloroptimedereglajla
nivel de furnizor, de alegere a soluiilor optime n privina
alimentrii cu cldur
pentruconsumatorulfinaliautilitiiieficieneiinvestiiilornceprivete
reabilitarea termic a cldirilor;
peansamblullucrrii,propunereaunormetodologiideevideniereievaluarea
reglajuluilaniveldeinstalaiededistribuieenergietermicpentrunclzire,
carearputeaaveacarezultatoreducerearisipeideenergietermicinfinal
economisireaacesteia. Pentru ndeplinirea obiectivelor menionate,
teza de doctorat a fost organizat pe 6 capitole, al cror coninut
este redat succint n cele ceurmeaz.
Capitolul1.,Sistemelecentralizatedealimentarecucldur(SACET)din
Romania,estedestinatprezentriisistemelorcentralizatedealimentarecucldur,
raiunilecareimpunutilizarealor;metodedereglareaclduriininstalaiile
centralizate de distribuie energie termic. Capitolul 2.,
Reabilitarea termic a cldirilor racordate la sistemul centralizat
de
alimentarecucldur,cuprindeodescriereacaracteristicilortermoenergetice
teoreticealecldirilor,factoriicareinflueneaztransferultermic,caracteristicireale
aleanvelopeicldirilor,potenialuldeeficientizarealcldirilordinaranoastr,rolul
reabilitriilanivelulinstalaiilorinterioareprinintroducereaarmturilordereglaj
(robinete termostatice) i influenele acesteia.
Capitolul3.,Modelareacomportamentuluitermicdinamicalsistemuluide
nclzirecldire-instalaie,reglajultermiccalitativcentralizat,prezintstabilirea
modeluluimatematicpentrucomportamentuldinamicalsistemuluianalizat,validarea
Introducere vii experimental a modelului matematic, prezentarea
programului utilizat pentru simularea
comportamentuluidinamicalcldiriiimetodaelaborat;seprezintstabilirea
teoreticacurbelordereglajtermiccalitativpecircuitulsecundar,reglajulcentralizat
mixt (calitativ-cantitativ), influena aporturilor termice cu efect
asupra puterilor termice
laconsumatori,seprezintrandamentuldereglarealinstalaiilordenclzirecentral
i relaiile analitice ce definesc cele patru situaii distincte de
reabilitare studiate.
Capitolul4.,Achiziiaiprelucrareadatelorexperimentale,descrierea
instalaiei pe care s-a fcut prelevarea datelor,a principiilor de
msur a parametrilor, se trateaz datele obinute experimental pentru
cele patru cazuri distincte de reabilitare
analizate.Capitolul5.,Msuriisoluiiprivindeficientizareaalimentriicuclduraa
diverselortipurideconsumatoriracordailasistemulcentralizatdedistribuiea
agentuluitermic,prezintmsurileceseimpunnprivinareglajuluilanivelul
instalaiilordeproducere,transportidistribuieenergietermic,ctipentruconsumatorii
finali.Capitolul 6., Concluzii generale, contribuii originale,
posibiliti de valorificare
arezultatelorobinute,prezintconcluziilefinaleicontribuiileprincipaleadusen
cadrul acestei lucrri.Totodatteza de doctorat oferanumite
deschiderin cercetarea tiinific. viii Lista de Notaii tT
temperatura agentului termic la intrarea n instalaia de nclzire,
(C); tR temperatura agentului termic la ieirea din instalaia de
nclzire, (C); ti0 temperatura interioar de calcul, (C); te
temperatura exterioar, (C); Gr debitul efectiv de agent termic,
(m3/s) sau (l/h); G0 valoarea nominal a debitului de ap care circul
prin instalaia de nclzire, (m3/s) sau (l/h); ot0 ecartul
temperaturilor de calcul ale agentului termic la instalaia de
nclzire, (C);
Atml0diferenamedielogaritmicdetemperaturdecalcullainstalaiadenclzire,
(C); Ate0 diferena dintre temperaturile de calcul interioar i
exterioar, (C); tT0 temperatura nominal a agentului termic la
intrarea n instalaia de nclzire, (oC); tR0 temperatura nominal a
agentului termic la ieirea din instalaia de nclzire, (oC); ti0
temperatura interioar nominal, (C); te0 temperatura exterioar
nominal, (oC); tTP0, tRP0 temperatura de intrare respectiv de ieire
de calcul a agentului termic primar n instalatia de nclzire, (C);
tTS0, tRS0 temperatura de ieire respectiv de intrare de calcul a
agentului termic secundar n instalaia de nclzire, (C); a fluxul
aporturilor interioare i exterioare, (W); k coeficientul global de
transfer de cldur al corpurilor de nclzire, (W/m2.K); densitatea
apei, (kg/m3); c cldura specific a apei, (J/kg.K);
uitemperaturaaeruluiinterioritemperaturareprezentativpentrumasivitatea
interioar, (oC); ui0 temperatura interioar nominal, (oC); ue
temperatura reprezentativ pentru masivitatea exterioar, (oC); SPE
suprafaa componentelor opace a anvelopei cldiri, (m2); SFE suprafaa
componentelor transparente a anvelopei cldirii, (m2); SCI suprafaa
corpurilor de nclzire ale instalaiei interioare (m2); RPE rezistena
termic a componentelor opace a anvelopei cldiri, (m2.K/W); RFE
rezistenatermic a componentelor transparente a anvelopei cldirii,
(m2.K/W);
kCIcoeficientulglobaldetransfertermicalcorpurilordenclzirealeinstalaiei
interioare (W/m2.K); ix Va volumul interior al spaiului nclzit,
(m3); VPI volumul masivitii interioare, (m3); VPE columul masivitii
exterioare, (m3); a densitatea aerului, (kg/m3); PI densitatea
masivitii interioare, (kg/m3); PE densitatea masivitii exterioare,
(kg/m3); ca cldura specific a aerului, (J/kg.K); cPI cldura
specific a masivitii interioare, (J/kg.K); cPE cldura specific a
masivitii exterioare, (J/kg.K); na numrul de schimburi de aer al
volumului interior (sch/h); NTU; NTUCI numrul de uniti de transfer
termic al instalaiei de nclzire, (-); ( )( );exp 1; exp ;CICICI CI
CICI CICINTUNTUF NTU Ec GS kNTU = = = CT constante de timp, (s).
Capitolul 1 Sistemele centralizate de alimentare cu cldur (SACET)
din Romnia 1 CAPITOLUL 1 SISTEMELE CENTRALIZATE DE ALIMENTARE CU
CLDUR (SACET) DIN ROMNIA 1.1. Scurt introducere Din cele mai vechi
timpuri, cea mai simpl metod de nclzire a fost cea a focului
liberdelemne,caretransmiteamediuluiambiantclduraprinradiaieipringazelede
ardere ce se amestecau cu aerul din ncpere.
Aceastametoddenclzireafostnlocuitmaitrziucuardereadecrbunide
lemnnvasespeciale,nsfrgrtare.Datfiindabundenapdurilor,acestsistemde
nclzire a fost destulde larg folosit vremendelungat; astfel,n 1970,
Parlamentul din
Londrasemainclzeacuvasecumangalincandescent.Randamentul
acestuifelde nclzire era destul de ridicat, cci toata cldura produs
se degaja n ncpere. O nou etap de dezvoltare a tehnicii nclzirii o
constituie arderea combustibilului ntr-un fel de sobe sau cmine
primitive, care serveau la prepararea hranei, lanceput cu
eliminarea produselor arderii direct n ncperi, iar mai tarziu
(ncepnd cu secolul XI-lea al erei noastre), cu evacuarea produselor
arderii n exterior, prin burlane.
Prinmbuntireacontinuaacestuisistemaaparutsistemuldenclzirecu
canaledeaercald.Sistemuleraalcatuitdintr-unfocarncareerauaezateblocuride
granitcesenclzeaupnalaincandescen,dupacareaerulnclzitcetreceapeste
acesteblocuriseridicanmodnaturalprindiversecanalenncperiledenclzit.
nclzirea prin acest sistem a pereilor i a pardoselilor, care aveau
o inerie termic mare,
asigurameninereauneitemperaturicorespunztoarepentruuntimpmaindelungat.
Acest sistem a fot folosit pan la sfritul secolului trecut.
CtresfritulsecololuialXVIII-leainceputulsecoluluialXIX-leasunt
menionate primele instalaii de nclzire cu abur (n Rusia i n
Germania) [8].
Primainstalaiedenclzirecentralcuapcaldcunoscut(maicomod
pentrulocuine)afostaceeaaarhitectuluiBonnemain,lacastelulPecq(1777).Dup
1830aparinstalaiidenclzirecuapcaldnRusiananul1832,nAnglia1834,n
America n 1877 etc. [9].
Caetapsuperioaradezvoltriitehniciiinstalaiilordenclziretrebuieprivit
centralizarea aprovizinrii cu cldur i transportul ei la distan. La
nceput s-a dezvoltat Capitolul 1 Sistemele centralizate de
alimentare cu cldur (SACET) din Romnia 2 transportul la distan al
aburului de nalt presiune, apoi al apei supranclzite.
nultimiiani,ndezvoltareatehniciinclziriiiventilrii,s-aurealizatsuccese
importante,reuindaseasigurameninereanmodautomatatemperaturii,umiditiii
vitezei aerului, corespunztoare condiiilor optime de igien i
confort [8].
Lanoinar,primeleinstalaiidenclzirecentrals-auexecutatlaTeatrul
Naional din Bucureti (cldit n anul 1856) i la Ateneul Romn din
Bucureti (cldit n anul 1888), ambele funcionnd cu abur. 1.2.
Tipurile SAC Tipurile SAC depind de:
a.tipulconsumatorilordecldur:urbanii/sauteriari,industriali,serelegumicole
i/sau floricole; b.gradul de centralizare/descentralizare a
alimentarii cu cldur:
-SACindividualeSIAC:osursdeclduralimenteazunsingur
consumator,carepoatefireprezentatdeocldire(casa)saudeun apartamentn
cadrul unei cldiri comune.n general,sistemele individuale
auuncaracterrelativ,dependentdeconturulalimentatcuclduride
aspecteleadministrativjuridiceprivindproprietatea.Elesecaracterizeaz
prinfaptulc,dinpunctdevederejuridic,alimenteazunsingur consumator.
-SACcentralizateSCAC:osursdeclduralimenteazamaimuli
consumatori,caracterizaicaataredinpunctdevederejuridic.Gradulde
centralizarediferdelacazlacaz:delaalimentareacuclduramai
multorconsumatoriindividualisituainaceeaicldire,lagrupareamai
multorcldiri,aunorzonecaracteristice(cartierencazulconsumatorilor
urbani), pn la alimentarea unei localitai n cazul consumatorilor
urbani sau a unei (unor) platforme industriale.
-SACmixteSMAC:uniiconsumatoriausurseindividualedecldur (SIAC), iar
alii sunt alimentai n sistem centralizat (SCAC), dintr-una sau mai
multe surse de cldur de zona (SCZ) sau dintr-una singur
centralizat(SCC). Acesta este cazul majoritii SAC urbane.
c.naturaagentuluitermicutilizatpentrualimentareacucldur:SACcuapcald
(cutemperaturanominalsub100C),SCACcuapfierbinte(cutemperatura
nominalntre110...160C),SACcuabur(ladiferiiparametriaiaburului
presiune,temperatur),SACsubformdefrig,pentruclimatizaresaunscopuri
tehnologice (SAF), SAC cu aer cald/fierbinte ca agent termic pentru
transportul i distribuia cldurii; d.tehnologiade producere a
cldurii, utilizat n cadrul sursei/surselor de cldur: Capitolul 1
Sistemele centralizate de alimentare cu cldur (SACET) din Romnia 3
-SACcucentraletermice(CT)SAC.CT,utilizatenumaipentru alimentarea cu
cldur; -SACcucentraledecogenerare(CCG)SAC.CCG,folositepentru
alimentarea simultan cu cldur i energie electric; -Sisteme de
trigenerare, cu centrale de trigenerare (CTG) STG.CTG, care asigur
alimentarea simultan cu cldur, frigi energie electric [1]. 1.3.
Structura SAC Conform definiiei, indiferent de tipul SAC, structura
de principiu este urmtoarea: - una sau mai multe surse de cldur
(SC); -oreeatermicdelegturntreSCiconsumatoriidecldur(instalaiilede
cldur) - RT;
-ansamblulinstalaiilor,careasigurinterfaantrereeauatermiciinstalaiile
consumatoare,numitepunctetermicePTsaumoduletermiceindividualeMT,n
funciedepoziiaacestorafadeconsumatori.Acesteasuntnecesareatuncicandfie
agentultermicutilizatnRTsau/iparametriiacestuia,diferdecelacceptatde
instalaiileconsumatoare.PTsau/iMTadapteazcondiiilederegimtermicide
presiuni din RT de legtur la cele impuse de instalaiile
consumatoare; - n condiiile existenei PT i/sau MT, reeaua termic RT
se mparte n: reeaua termic primar RTP, care face legatura ntre SC i
PT(MT) i reeaua termic secundar RTS, de legtur ntre PT(MT) i
instalaiile consumatorilor; - instalaiile consumatorilor IC, care
asigur alimentarea propriu zis cu cldur
afiecruiconsumatorindividual.nfunciededestinaiatipulconsumului,acestea
sunt n general: IC pentru nclzire (nclzirea spaial);
ICsubformadeapcalddeconsum(a.c.c.),nscopurimenajerei/sau sanitare;
IC pentru ventilarea incintelor; IC pentru climatizarea incintelor;
IC n scopuri tehnologice (industriale sau pentru producerea de
bunuri deconsum) [1]. 1.4. Reglajul termic practicat n instalaiile
centralizate de distribuie energie termic
PrinRegulamentulpentrufurnizareaiutilizareaenergieitermicedin
20/07/1994publicatnMonitorulOficial,ParteaInr.238din26/08/1994,sestabilesc
raporturile-cadrudintreproductorii,distribuitorii,consumatoriiisubconsumatoriide
energietermicdinsistemeledealimentarecentralizatcuenergietermiciseprevd
condiiilegeneraledefurnizareiutilizareaacesteienergiiprodusencentraleelectrice
de termoficare i n centrale termice [34].Capitolul 1 Sistemele
centralizate de alimentare cu cldur (SACET) din Romnia 4
Carezultantaacestorprevederi,diagramadereglajntreCETiRADETse
stabilete,deregul,nfiecaresezondenclzire,naintedepunereanfunciunea
instalaiilortermicepentrunclzire,culuareanconsiderareaparametrilortehnicii
meteorologici specifici.n cazul sistemelor de termoficare din ara
noastr (care conin n interdependen sursa, reeaua de ap fierbinte,
instalaiile de racordare i cldirile alimentate) treptele de reglare
sunt marcate la nivel principial n figura 1.1. Astfel, la surs se
fixeaz pe baza datelor de prognoz (temperatura exterioar te i
viteza vntului v pentru un modul de timp de 6-12 ore, temperatura
1T din conducta de ducere n reeaua primar. La punctele termice se
opereaz o a doua treapt de reglare prin corelarea temperaturii
agentului termic 1t din instalaiile interioare cu temperatura
exterioar te.
nfuncionareasistemuluisestabiletedefaptocorelarentretemperatura
agentuluitermicifactoriiclimatici(nspecialtemperaturaaeruluiexterior);raiunea
acesteicorelri,cuprinsngraficuldereglare,estelegatdeprocesuldenclzirea
cldirilor.Procesuldepreparareaapeicaldedeconsum,caurmareaschemelorde
racordareaconsumatorilor,contribuieladiminuareatemperaturiiapeidereeadin
conductadentoarcere(ceeaceestebeneficdinpunctdevedereenergetic),darila
limitarea inferioar a temperaturii apei din conducta de ducere, la
valoarea de 70 - 75C, ca urmare a cerinei de a putea obine i n
perioadele de tranziie relativ calde, ap cald de consum la
temperatura de 50 - 55C.
Dinpunctdevederetermo-hidraulic,nfurnizareaclduriisepracticreglarea
calitativ-cantitativ (mixt) bazat pe utilizarea unui grafic
teoretic calitativ la surse i pe
corectareaputeriitermicepreluatdelaabonaiprinmodificarealaPT,automatsau
manual,adebituluideagenttermicprimar;aceastmodificareadebituluivizeazatt
corelareatemperaturiiagentuluitermicsecundarcutemperaturaaeruluiexteriorcti
realizarea condiiei privind temperatura apei calde de consum.
Capitolul 1 Sistemele centralizate de alimentare cu cldur (SACET)
din Romnia 5
Fig.1.1-Schemadereglarentreitrepte(surs,punctultermiciconsumator)a
furnizrii cldurii pentru nclzirea cldirilor n sistemele de
termoficare.
nconducteledenclziredinreeleletermicesecundaredebituldeagenteste
constant.Deoareceesteposibilcatemperaturafixatnpunctultermicpeconductade
ducere1t snucorespundnevoilordecldurrealealeconsumatorului,seimpune
aplicarea celei de-a treia trepte de reglare n spaiile nclzite,
unde cu ajutorul robinetelor montate la corpurile de nclzire se
poate corecta fluxul emis pentru a obine temperatura interioar
dorit
ti.Pescurt,sepoatespunecreglareacentralrealizeazunreglajgeneralbrutal
debituluidecldurnfunciedefactoriigeneralisauprincipalicaredeterminregimul
consumuluidecldur,reglarealocalcorecteazdoarreglareacentralnfunciede
particularitileregimuluiinstalaiilorlocale,reglareaindividualasigurndnfinalo
corectaresuplimentarnfunciedefactoriicareinflueneazregimulconsumuluide
cldur al obiectivului deservit de receptorul de cldur
respectiv.nceeaceprivetecalitateareglrii,pentruaarmonizactmaibinenecesarulde
clduralconsumatorilorienergiatermicceleestefurnizatipentrureducereala
minimacostuluiproducerii,transportuluiidistribuiei,esteabsolutrecomandabil
aplicarea celor trei trepte de reglare. Reglarea calitativ - [fig.
1.2.] - (ce presupune modificarea temperaturii agentului
termicpeconductadeducereimeninereadebituluiconstant)icarearecaavantaj
majorcestesoluiaceamaisimpl(dealtfeliceamaifrecventutilizatnprezentla
noi n ar), este totui o soluie criticabil n urmtoarele privine:
innd cont de faptul Capitolul 1 Sistemele centralizate de
alimentare cu cldur (SACET) din Romnia 6
ctemperaturaagentuluitermiclaplecareadinsursnupoatefimodificatinstantaneu
acestprocesfiindremarcatlaintervaledecelpuin5-6ore,laconsumatoriiaflaila
distanemarifadesursepotinteveninacestrstimpmodificriimportanteale
necesarului de cldur solicitat (datorit aporturilor, radiaiei
solare, etc.), astfel c se va
nregistrainevitabiloneconcordanntreregimulfurnizriiclduriiinecesarulreal
solicitat de
consumatori.Sepoatespunedecicesteosoluiecenupoateinecontdeefecteleunor
modificricepotaprealaunmomentdatnanumitezone,cuinflueneasupra
temperaturiiinterioare,decieanuestecapabilscontrolezefidelparametriideclim
interioar.Revenind: -implic un consum mare de energie electric
pentru pomparea agentului termic;
-areoarierestrnsdeaplicarecorectntructsistemeledeconsumatorisunt
neomogenecastructuricainstalaiiinterioareiarsistemeledealimentareprin
termoficare sunt de regul sisteme ntinse ca arii de deservire;
-sepleacderegulcupremisadebazinuntotdeaunavalabil(maialesla
consumatoriicuinerietermicredus)casrspundindirectilacerinaca
temperatura aerului interior s nu sufere variaii mari; -totodat nu
se ine cont de faptul c n lipsa unor msuri de reglare locale,
prezena
sarciniivariabiledepreparareaapeicaldedeconsumconstituieosursde
perturbaii importante asura regimului de nclzire.
Dinpunctdevederealstabilitiihidraulicealsistemelor,ncazulreglajului
calitativ, ce presupune un debit constant de fluid n sistem, exist
posibilitatea dereglrii
consumatorilordatorituneiseriidefactoricumarfi:neconcordanadintrecalculele
teoreticeprivindnecesaruldeclduralconsumatoriloricerinelerealealeacestora,
pierderi de fluid i de cldur diferite de cele luate n calculul
reelelor, variaii de volum ale fluidului n funcie de temperatura la
care se gsete acesta, manevrarea de armturi la sursa termic, pe
trasee sau la consumatori. Capitolul 1 Sistemele centralizate de
alimentare cu cldur (SACET) din Romnia 7 Fig. 1.2 - Grafic teoretic
de reglare calitativ a furnizrii cldurii
Reglareacantitativ(cepresupunemeninereatemperaturiiagentuluitermicpe
conducta de ducere constant i modificarea debitului) dei ar avea ca
avantaj important economia energiei de pompare a agentului termic,
nici aceast soluie nu este una din cele
mairecomandatecasoluieexclusivdeoareceeanupoatefiaplicatdectnanumite
limitedevariaieadebituluidecldurcaurmareascderiipronunate,rapide,a
temperaturii agentului pe conducta de ntoarcere pn la valori
inacceptabile.Acestmoddereglarenupoatefiaplicatnexclusivitatenperioadadenclzire
deoarece: -prin meninerea neschimbat a temperaturii nominale,
cantitatea de energieelectric produs n regim de termoficare s-ar
reduce substanial;
-existdezavantajulposibilitiiapariieiuneidereglrihidraulicepronunaten
instalaiile interioare i al ineficienei aparaturii de automatizare;
-n mod practic o astfel de soluie de furnizare a cldurii conduce la
supranclzirea
construciilorcuctnecesaruldecldurestemaimicdectcelnominal(ctre
limitaperioadeidenclzire),pentruacontracaraacestefectfiindnecesar
ntrerupereafuncionriiinstalaiilordenclzireireluareafuncionriidup
trecereaintervaluluidetimpncaretemperaturainterioarasczut(procednd
deci la o reglare intermitent); -este dificil de realizat o
exploatare raional a echipamentului din CET ca urmare a vehiculrii
unor debite mult diminuate fa de cele nominale, numrul de pompe n
funciunemodificndu-seattnfunciederegimultermicctihidraulical
schimbtoarelordetermoficareialcazanelordeapfierbintecareintroducde
regul restricii n ce privete debitul minim de agent termic
vehiculat. Capitolul 1 Sistemele centralizate de alimentare cu
cldur (SACET) din Romnia 8
Avndnvederecelemenionateanterior,celpuindinpunctdevedereteoretic
apareccelemaifavorabilecondiiidefurnizareaclduriileoferreglareamixt
(calitativ-cantitativ)carearreprezentasoluiaoptimdinpunctdevederetehnici
economic.
Acesttipdereglarearconstituimetodaceamaielasticdeurmriregenerali
localavariaiilornecesaruluidecldurpentrunclzireacldirilor.Aceastsoluiede
reglareestemaiindicatdeoarecensistemuldealimentarecucldursuntalimentai
consumatori difereniai att din punct de vedere al aparatelor de
nclzire ct i din punct de vedere al temperaturilor interioare i al
ineriei termice.
Rezultdeciclaaceiconsumatorilacaretemperaturadinconductdeducere
asiguratdesursnucorespundecerinelorparticulare,estenecesaraseprevedea
posibilitatea modificrii debitului de agent termic.
Unavantajdelocdeneglijatalreglariimixteesteaceladinpunctdevedere
economic, ntruct prin reducerea temperaturii agentului termic pe
conducta de ntoarcere la central rezult o mbuntire a indicelui de
termoficare.
Ceeaceestetotuifoarteimportantnaplicareaacesteimodalitidereglarea
furnizrii cldurii este faptul c pentru aplicarea n practic a
acestei soluii este imperios necesar intervenia unor bucle de
reglare n surse (reglarea primar) ct i n instalaiile
consumatorilor(reglareasecundar),iarpentruobinereauneieficienemaximei
introducereaunorbucledereglareteriarenncperilenclzite,adicacoloundeeste
resimit orice perturbare a bilanului local al schimbului de cldur
care se repercuteaz n modificarea temperaturii de confort termic
interior.
Esteposibilca,inndseamadenaturaproceselordealimentareprinsistemulde
termoficaresseimpun,subaspecttehnic,funcionareacudebitvariabilncircuitul
primarchiarnipotezaunuigraficcalitativdereglareiapropiatdecelteoretic;n
aceastsituaievariaiilededebitnreeaarfigenerate,teoretic,numaideprocesulde
preparare a apei calde de consum. n cazul alimentrii cu cldur
pentru nclzire pe baza
unuigraficdereglaremixt,estensposibilovariaiemaimareadebitului(de
exemplu ntre 0.45-1.0 nG ). n ceea ce privete fixarea (alegerea)
temperaturii apei de reea la cererea RADET
dectrefiecaresurs,nfunciedetemperaturaaeruluiexteriorseaplicmsuradea
modifica acest parametru naintea fiecrui modul de timp, de 8-12
ore, caracterizat printr-o temperatur medie ponderat a aerului
exterior. Exist situaii, la temperaturi exterioare
foartemici(-10...-15C)icucalmatmosferic,ncaretemperaturaagentuluitermic
primar pe conducta de ducere la surs, are o valoare fixat pentru 24
ore de funcionare. Acest procedeu se justific prin variaia relativ
redus a temperaturii aerului exterior,de 2...3C fa de temperatura
medie zilnic [10].
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 9 CAPITOLUL 2 REABILITAREA TERMIC A CLDIRILOR
RACORDATE LA SISTEMUL CENTRALIZAT DE ALIMENTARE CU CLDUR 2.1. Scurt
introducere
Odefiniiesimplacaseieste,potrivitdicionareloroconstruciedestinats
adposteasc una sau mai multe persoane.
Caracteristicilefizicealeuneicasedepindnbunmsurdemediulncare
aceasta este construit (climat i teren) dar i de materialele i
tehnologia folosite, precum
idefactoriculturaliprecumstatutulsocialiresurselefinanciarealeproprietarului.n
zonele rurale, pn n epoca modern - i din pcate situaia este ntlnit
i n prezent n
zonesrace-animaleleioameniimpreaudevoie,denevoieaceeailocuin,
ntotdeaunaaflatlaunpasdeprbuire,ncondiiimizere,astziparndimposibilde
suportat.Dezvoltareacaseintimpestesemnificativ.Fadelocuineleimprovizaten
caresetria,astziocasmodernareunspaiudedepozitare,camerepentruactiviti
specifice, instalaii diverse.
Principalelematerialefolositenconstruciisuntlemnul,crmida,piatrasaun
unele cazuri pmnt, cimentul i oelul avnd n principal rol de
susinere, dei n ultima
perioadaunceputsapartotmaimulteedificiiceparalctuiristraniiireci,fr
via, executate din oel, beton i sticl. n zonele dezvoltate i n
oraele mari o cas are uor acces la reele de ap curent, nclzire i
canalizare, curent electric [18].
Datoritcrizeipetroluluidinanii70,cndauaprutserioaseproblemeprivind
poluareamediuluiiconsumulexageratdeenergiiconvenionalenecesarepentru
construirea i exploatarea cldirilor, s-a abordat conceptul de
cldire ecologic, ideea de
"ecologic"devenindsinonimcu"conservareaenergiei".Oastfeldecldireesteo
construcie care a fost proiectat n scopul de a fi eficient din
punct de vedere energetic i pentru a avea un impact redus asupra
polurii mediului [19] Pentru realizarea acestui lucru sunt sunt
necesare noile tehnologii precum: izolarea
termicmbuntit,folosireanmaimaremsurasticlei,folosireaunorsursede
lumineficienteenergetic,nclzireasolaraapei,unmanagementmaibunal
consumului de ap i utilizarea responsabil a lemnului forestier i a
materialelorCapitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 10 reciclate. Astfel de cldiri in cont de
poziionare i de folosirea ferestrelor astfel nct n timpul iernii s
se profite din ce n ce mai mult de cldura furnizat de soare, iar pe
timp de var construcia s beneficieze de surse de umbr [18]. 2. 2.
Considerente generale privind reabilitarea cldirilor
Reabilitarea/modernizareatermicauneicldirireprezintmbuntireaein
scopulmenineriiclduriilainterior.Aceastapresupuneadugareadeizolaietermic,
etanarea,mbuntireasauchiarnlocuireaferestreloriauilor,precumi
mbuntireaechipamenteloriinstalaiilorcucareestedotatcldirea.Reabilitarea
termic nseamn iimplementarea demsuri de eficien energetic n toate
activitile de renovare i reparaii ale cldirii.
Cldirilecivile,ncareutilizatorulprincipalesteomul,potfimpritendou
mari categorii: cldiri de locuit, cmine, hoteluri-individuale case
unifamiliale, cuplate, niruite ;-cldiri cu mai multe apartamente,
multietajate de tip bloc cu apartamente; cldiri publice sau teriare
(cldiri cu alt destinaie dect locuine) -spitale, cree, policlinici;
-cldiri pentru nvmnt (cree, grdinie, coli, licee, universiti) i
sport; -cldiri social-culturale (teatre, cinematografe, muzee);
-instituii publice (magazine, spaii comerciale, sedii de firme,
birouri, bnci) i alte cldiri industriale. Cldirile cu alt destinaie
dect cea de locuire se mpart dup modul de ocupare n cldiri cu
ocupare continu i cu ocupare discontinu, iar dup clasa de inerie
termic n cldiri de clas de inerie mare, medie sau mic.
Elementeledeconstruciecarealctuiescanvelopauneiastfeldecldiritrebuie
astfelconceputenctsasigureninteriorulncperilorcondiiicorespunztoarede
confort higrotermic, acustic, vizual-luminos,
olfactiv-respirator.Confortulhigrotermicsetraducenniveledetemperaturiumiditateuorde
suportat.Elserealizeazcuconsumdeenergie,fiepentrunclzireaspaiuluiutilizat
(iarna), fie pentru rcirea lui (vara). Din acest motiv, confortul
higrotermic
reprezintCapitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 11 componenta de confort direct legat de
noiunea de eficien energetic a cldirii n sensul c se urmrete
atingerea lui cu consumuri energetice minime. Starea de confort
termic dintr-o ncpere se realizeaz n condiiile n care cel puin
90%dinutilizatorinupotindicadacarpreferaoambianmaicaldsaumairece.
Identificarea exigenelor de performan asociate realizrii cerinelor
de confort termic ale
utilizatorilorsefaceanalizndattaspectulobiectivlegatdenecesitateameninerii
temperaturii interne a corpului omenesc n jurul valorii de 37oC, ct
i aspectul subiectiv
caresereferlametabolismul,sistemultermoregulatorisensibilitilepropriifiecrui
organism.
Nivelulprotecieitermiceacldiriloraprogresatpemsurceauevoluat
prescripiiletehnicespecifice.Niveluldetermoizolareasiguratpebazametodologiei
standardestereflectatnvalorilerezistenelortermicespecificealeelementelorde
construcie (perei exteriori, terase, planee peste subsol), n cmp
curent, medii ponderate sau corectate cu influena punilor termice
[11]. 2.3. Caracteristici termoenergetice ale anvelopei cldirilor n
fizic, cantitatea de cldur, simbolizat prin Q, este energia
transferat ntre un
sistemtermodinamicimediulnconjurtor,ntredousistemetermodinamicesauntre
diferiteprialeaceluiaisistemtermodinamic,ncursuluneitransformri
termodinamicencareparametriiexterniramnconstani.Transferuldecldurareloc
subinfluenauneidiferenedetemperatur.Principiulaldoileaaltermodinamicii
stipuleazcacesttransfersefacedelasinedoardelatemperaturamainaltla
temperatura mai joas.
Trecereaclduriidelauncorpcuotemperaturnaltlaotemperaturjoasse
numetetransmitereacldurii(transfertermic)isecunosctreimecanismedetransfer,
prin conducie termic, convecie i radiaie [5].
Consumuldeenergietermicpentrunclzirealuneicldirisepoateexprima
sinteticprinindicatorulconsumspecificanualdecldur[kWh/(m2
an)],carereprezint consumul anual raportat la suprafaa construit
desfurat a cldirii, Scd. Acest consum este determinat, n pricipal,
de gradul de izolare termic al anvelopei cldirii.
Unitiledemsurafolositendomeniulenergiilortermicensistemul
internaional de uniti de msur (SI) sunt:
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 12 s J h kcal W / 1 / 860 . 0 1 = =kcal C h m W
K m / 163 . 1 / 12 2 =) /( 860 . 0 ) /( 13 3C h m kcal K m W =kcal
J Wh 860 . 0 3600 1 = =MWh kWh x kcal cal Gcal 163 . 1 10 163 . 1
10 10 13 6 9= = = = Izolarea termic a anvelopei presupune
utilizarea raional n alctuirea anvelopei
uneicldiri,aunormaterialecempiedictransmitereaclduriiinterior-exterioriarna,
exterior-interior vara.Materialele folosite n mod curent pentru
izolare termic au conductivitate termic
idensitatereduse,suntdenaturorganicsauanorganiciseprezintsubformde
plci,blocuri,salteleetc.Proprietileloridomeniiledeaplicabilitatesuntngeneral
binecunoscute,caisoluiileconstructivenacroralctuiresuntincluse:structuri
omogeneuoare,structuristratificatecompacte,structuriventilate,acoperiuriverzi,
perei cu izolaie transparent etc.
Existnsmaterialecuproprietitermicesuperioare,maipuincunoscute,n
curs de introducere n practica curent: -materiale izolante sub form
de straturi subiri asociate cu folii reflectante, care au rolul de
a reflecta radiaia infraroie i deci de a suprima transferul de
cldur prin
radiaie;-materialeizolantesubvidobinuteprinevacuareaaeruluidintr-unsuportfibros
sau celular ambalat ntr-o foaie etan; printre acestea nanogelul de
siliciu prezint proprieti speciale, fiind mai puin conductiv dect
aerul la presiune normal.
Eficienaizolaieitermicepresupunecontinuitateasapentreagasuprafaa
anvelopei.Oricediscontinuitatefizicsaugeometricgenereazopuntetermic
caracterizat prin pierderi de cldur suplimentare i risc de condens
i inconfort [3]. n continuare se prezint cteva caracteristici
normate ale anvelopei cldirilor.
Rezistenalatransfertermic.PracticaademonstratcrezistenatermicRa
elementelor de construcie exterioare ale cldirilor realizate din
panouri prefabricate este mult mairedusdectcearezultat n urma
calculelor, din cauza afectrii conductivitii termice a
materialuluitermoizolantdectrefactoriimecanici,termicisaudeumiditatepeparcursul
procesului de execuie i a punilor termice punctuale.
Printr-oprotecietermicadiionalapereilorexteriorirezistenalatransfertermic
crete, pna ce materialul termoizolant suplimentar atinge o anumit
grosime limit (cca. 1... 2
cm),pestecareaceastcreteredevinenesemnificativ.Corespunztoracestorcreteriale
rezistenei la transfer termic, pierderile de cldur prin suprafaa
opac se reduc de cteva
ori,Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 13 ns concomitent cu aceasta se produce i o
reducere a pierderilor de cldur prin transfer ter-mic bi - i
tridimensional la nivelul punilor termice. Pe baza cmpului de
temperatur rezultant la nivelul punilor termice i la mbinri poate
fi determinat un factor, cu ajutorul cruia s fie calculate
pierderile de cldur suplimentare ce apar n zona punilor termice, fa
de cmpul elementului de construcie lipsit de puni termice. Acest
factor este denumit rezistena termic liniar (unidirecional) Rl,
corespunznd la 1m lungime de mbinare.
Efectulizolriitermicelaexteriorestediferitladiversetipuridembinri:deosebitde
favorabil la mbinri n T (perete exterior - perete interior, perete
exterior - planeu intermediar),
maipuinbunlacoluri,areoinfluenreduslabalcoaneidepindedemodulde
realizare a suprafeelor laterale la perimetrul ferestrelor.
Rezistenatermicapereilorexteriori PER [mK/W]secalculeazcasuma
rezistenelor termice kR[mK/W] a fiecrui strat k al peretelui i
straturilor limit de pe faa interioar Ri [m2K/W] i exterioar Re
[m2K/W]: + + = + + =k kke i kk e i PER R R Roo o1 1(2.1) unde:
i [W/m2K] coeficient de transfer termic convectiv la faa
interioar a peretelui;e [W/m2K] coeficient de transfer termic
convectiv la faa exterioar a peretelui;k [m] grosimea stratului de
perete k;k [W/mK] conductivitatea termic a stratului de perete k.
Estedereinutfaptulcvaloareacoeficientuluidetransferconvectivestesub10
W/m2K pentru spaii interioare, unde temperatura este mai ridicat i
nu avem cureni de aer, i peste 20 W/m2K la exterior, unde
temperatura este mai sczut i adie vntul.
Conductivitiletermicesuntcaracteristicefiecruitipdematerial,materialele
izolantetermicfiindcaracterizatedeconductivitisub0,1W/mK.Dacacestecondiii
se recomand pentru cldirile noi,aflate n stadiu de proiectare, n
cazul cldirilor vechi proprietile termotehnice ale materialelor de
construcie sufer unele modificri datorit
degradriintimpaconstruciilor.Deexemplu,datoritaciuniiploii,unelestraturide
izolaiepotfiparialmbibatecuap,ceeaceconducedinpunctdevederetermiclao
mai bun conducie a cldurii, deci la o cretere a pierderilor de
cldur.
Astfel,Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 14 conductivitatea termic a materialelor cu o
anumit vechime trebuie majorat, n vederea unei corecte aproximri a
caracteristicii termice a anvelopei.
Pentruunanumitelementdeconstrucieexteriorsepoatedefinirezistenatermic
echivalentRe,numericegalcufluxultermiccestrbateunitateadesuprafanunitateade
timp, la o diferen de temperatur de 1 K, innd seama de pierderile
de cldur suplimentare induse de punile termice: =+ =Nj ljjeRlS R
R11 1 1(2.2)
ncare:Resterezistenatermicaelementuluideconstrucie,nmK/W;Saria
elementului de construcie, n m; jl- lungimea mbinrilor de tip j, n
m; ljR- rezistena termic liniar a mbinrii de tip j, n mK/W.
Condiiile privind rezistena termic a pereilor exteriori. n
principiu, pentru a
puteasasigureunanumitgraddeconfortlainterior,rezistenatermicaperetelui
trebuie s depeasc anumite valori minime stabilite prin calcul, care
asigur acest nivel de confort.Mai precis, trebuiesc ndeplinite trei
condiii:- CONDIIA 1: evitarea condensului pe suprafaa interioar a
peretelui;- CONDIIA 2: evitarea disconfortului datorat radiaiei
reci a peretelui;- CONDIIA 3: provenit din principii
tehnico-economice. n final, rezistena termic a peretelui, pentru
calculul de proiectare, se va alege ca
maximadintreceletreicondiiimaisusenunate,alcrormoddecalculestedetaliatn
cele ce urmeaz. CONDIIA 1:
Rezistenatermicapereteluisepoatecalculafunciederezistenatermica
stratuluilimitinterior,dacsecunoatetemperaturapesuprafaainterioaraperetelui
(ecuaia 2.3). si ie ii PEt tt tR R
=(2.3)Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 15 unde: ti temperatura aerului interior
(oC);tsi temperatura suprafeei interioare a peretelui (oC);te
temperatura aerului exterior (oC).
Aceastcerin,deevitareacondensuluipesuprafaainterioaraperetelui
presupunecatemperaturasuprafeeiinterioareapereteluisfiemaimaredecttemperatura
punctului de rou caracteristic strii aerului interior, tr
(oC).Deci, presupunnd c temperatura suprafeei interioare a
peretelui este mai ridicat cuunminimde1
oC,rezultcrezistenatermicapereteluitrebuiesfiemaimare dect
rezistena peretelui calculat n aceste condiii. Cu ct rezistena
termic a peretelui este mai mare, cu att i temperatura suprafeei
interioare este mai ridicat. CONDIIA 2:
Aceastcerindeconfortimpunecadiferenadintretemperaturaaeruluiinterior
i temperatura suprafaei interioare a peretelui s fie mai sczut dect
o anumit valoare,diferit de la un peretela altul.Astfel se poate
evita disconfortul creat de radiaia recea peretelui exterior pe o
parte a corpului uman fa de radiaia cald a pereilor interiori, pe
cealalt parte a corpului uman.Pornind de la ecuaia2.3,
valoarealimitminim a rezistenei termice a peretelui exterior se
calculeaz n funcie de diferena de temperatur impus pentru fiecare
perete (ecuaia 2.4): max ie ii PEtt tR RA = (2.4) unde: timax
[oC]diferenadintretemperaturaaeruluiinterioritemperaturasuprafaei
interioare a peretelui (n oC). Valorile acestei diferene de
temperatur sunt prezentate n tabelul din ANEXA 1. Cu ct rezistena
termic a peretelui este mai mare, cu att i diferena dintre
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 16
temperaturaaeruluiinterioritemperaturasuprafaeiinterioareapereteluiestemai
sczut, iar disconfortul radiaiei reci este mai sczut. CONDIIA 3:
Aceastcondiietehnico-economic,aremaipuindeafacecurentabilitatea
diferitelorgrosimideizolaietermic,cimaimultcucerinelepeplanmondialde
economieenergetic,descdereaefectuluideser.Acesteaspectesuntrealizabileprin
diminuareaemisiilor de CO2 i de NOX n atmosfer i deci prin
diminuareaconsumului
decombustibil.Diminuareaacestuiconsumdecombustibilnecesarpentrunclzirea
caseloriapartamenteloresterealizatprinmsuridincencemaiseveredeizolare
termic a cldirilor.n acest sens se recomand n standardele romneti
(C 107/3-1997) valori minime
alerezistenelortermicecorectatepentrutoateelementeledeanvelop:perei,ferestre,
planee, acoperiuri (ANEXA 2). Aceste valori sunt n continu
schimbare, fiind adaptatela cerinele pe plan mondial. Menionm
faptul c fa de celelalte ri aceste valori sunt relativ mai sczute,
Germania prezentnd condiiile cele mai severe.
Dacpentruoconstrucienou(dup1998)serecomandorezistentermic
corectatapereteluiexteriorsuperioarla1,4m2K/W,aceastapresupunecrezistena
termicnecorectatcuefectulpunilortermicesfiesuperioaruneivaloride
aproximativ 1,8 m2K/W. Efectul punilor termice. Puntea termic
reprezint o neuniformitate a fluxului de
cldur.Aceastneuniformitateestentlnitdecelemaimulteoricaopierdere
suplimentardecldur.Aceastneuniformitateafluxuluitermicsedatoreaz
neuniformitii materialului prin care trece acest flux termic:-
neuniformitate geometric, sau- neuniformitate din punctul de vedere
al caracteristicilor termice.
nprimulcazdeneuniformitate,menionmcacestacorespundecolurilor,deci
cazurilorcndfluxultermicareladispoziieosuprafamaimarepentruaserealiza
transferul.naldoileacazestevorbadeschimbarealocalarezisteneitermiceaperetelui
(figura 2.1).
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 17 Putem astfel regsi:
-punitermicelineare,lambinareapereilordetippanousandwich,lambinarea
pereilorexterioricupereiidespritorisaucuplaneele,lambinareantre
peretele exterior i fereastra exterioar, etc.; -puni termice
locale, la agrafele de prindere, la colurile cldirii etc.
Astfel,dacncazuluneiuniformitiapereteluiavemunfluxtermicconstant
(desenat cu verde n figura 2.1), atunci peste acest flux termic
avem un flux suplimentar ce urmrete forma geometric a punii
termice. Observm n aceast figur reprezentarea suplimentar a
fluxului de cldur al punii termice lineare (desenat cu albastru
nfigura
2.1)ireprezentareasuplimentarafluxuluideclduralpuniitermicelocaledetip
agraf (desenat cu rou n figura 2.1). Fig. 2.1 Repartiia fluxurilor
de cldur n cazul punilor termice
Observmdeasemeneacfluxultermicsuplimentaralpuniitermicenueste
delimitatclar(precumgeometria3Dunic),ciprezintodiminuaretreptatodatcu
deprtareageometricfa de puntea termic(datorit geometriei variabile
3D a fiecrei linii de
flux).Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 18
Astfel,fluxulpierdutprinacestpereteexteriorreprezintsumacelortreitipuride
fluxuri: -fluxul termic constant, n cmp, repartizat pe toat
suprafaa peretelui;-fluxul termic local al puntii termice lineare;
-fluxul termic local al punii termice locale. Fluxul de cldur
pierdut prin acest perete QPE (W) se poate calcula (ecuaia 2.5 -
2.6) ca sum a celor trei fluxuri: PTloc PTlin camp PEQ Q Q Q + + =
(2.5) t t l tRStRSPEPEPEPEA E + A + E + A = A ) ( ) ('_ (2.6)
unde:
Qcimp Fluxul de cldur constant pierdut prin acest peretele
uniform (W);QPTlin Fluxul de cldur pierdut suplimentar prin puntea
termic linear (W);QPTloc Fluxul de cldur pierdut suplimentar prin
puntea termic local (W);SPESuprafaa de perete (m2);RPE Rezistena
termic corectat ce ine cont de efectul punilor termice
(m2K/W);RPERezistena termic a peretelui n cmp (m2K/W);t Diferena de
temperatur de o parte i de cealalt parte a peretelui (C);
+Coeficientspecificlineardetransfertermic,itotodatesteunfluxdecldur
pierdutsuplimentarpeolungime1mdepuntetermicsubodiferende1grad
temperatur; _
Coeficientspecificpunctualdetransfertermic,itotodatesteunfluxdecldur
pierdut suplimentar prin punte termic local sub o diferen de 1 grad
temperatur; l lungimea de punte termic linear (m).
Straturideaerneventilate.nrealitatentlnimfiepereiiexterioridublicare
confer o mai bunprotecie termic a ncperilor, fie anvelopedetip
cortin,ce conin
straturideaerneventilat.Rezisteneletermicenormatealeacestorstraturideaersunt
diferite n funcie de direcia i sensul fluxului de cldur i de
grosimea stratului de aer neventilat (ANEXA 3).
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 19
Elementedetmplrieexterioar.Tmplria,caparteintegrantaanvelopei
cldirii are o influen major n consumul de energie termic datorit
att a rezistenelor
termicemultmaisczutedectncazulpereilorctiaponderiiridicateasuprafeelor
defereastr.Diferitevaloripentrurezisteneletermicealetmplrieisuntprezentaten
tabelul din ANEXA 4. Blocurile noi se doteaz cu tmplrie dubl, de
tip termopan, a cror caracteristici
termicesuntsuperioareferestrelorprezentatemaisus.Rezisteneletermicealeacestora(ANEXA
5) sunt diferite n funcie de grosimea lamei de aer dintre vitraje,
de numrul de foi de geam (dublu sau triplu vitraj), de coeficientul
de emisivitate al uneia din cele dou foi de geam, de tipul de gaz
folosit n spaiul dintre cele dou foi de geam. Fcnd o comparaie ntre
ferestrele de tip vechi, a cror rezisten termic ajungea
laovaloarede0,4m2K/W,ncazulferestrelorduble,ofereastrdubluvitrajareo
rezistentermicnjurulvaloriide0,7m2K/Wfiinddeaproximativdouorimai
performant,iarofereastratripluvitrajareorezistentermicnjurulvaloriide1,2
m2K/W, fiind de trei ori mai performant termic.
Rezistenatermicabenziidecontur.Pardosealapestesol,caelementde
anvelop,afostdejaprezentatlanceputulcapitolului,nprezentareageneraldespre
perei. Totui inem s atragem atenia asupra unei pierderi
suplimentare de cldur prin pardoseal, n apropierea pereilor
exteriori. Astfel fluxul de cldur nu estre pierdut prin
pmntsprepnzafreatic,acreitemperaturdecalculestede+10oC,ciestepierdut
prin pmnt spre mediul exterior a crui temperatur de calcul este de
-15oC.
Acestpierderesuplimentardecldursecalculeazcuajutoruluneirezistene
termicecorespunztoare,numit:rezistenatermicabenziidecontur.Valoareaacestei
rezisteneestevariabilnfunciedegeometriapmntuluidintreconstrucie,mediul
exterior i pnza freatic (ANEXA 6).
Rezistenatermicmedieaanvelopei.Pnaacumafostdescrisndetaliu anvelopa
cldirii i se observ c rezistenele termice ce caracterizeaz
diferitele elemente de anvelop sunt caracterizatede valori deordine
demrime diferite.Dar pentru a avea
uncoeficientuniccaredescrientreagaanvelop,vomintroducenoiuneaderezisten
termicmedieaanvelopeiRm
(m2K/W).Aceastrezistenestecalculatporninddela
premizauneisolicitritermiceunicepentruntreagaanvelop,decipentrufiecare
element de
anvelop.Astfel,presupunndcavemosinguraanvelop,caracterizatdeorezisten
termic unic i constant, aceasta se va comporta similar cu anvelopa
real compus din
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 20
elementederezistenetermicediferite.Adicafluxuldecldurcetraverseazanvelopa
fictiv este egal cu fluxul de cldur ce traverseaz anvelopa real
(ecuaia 2.7): =iQi Q (2.7) care prin simplificare cu diferena de
temperatur, se reduce la: =i iimERSRS'(2.7a) unde: Q Fluxul de
cldur ce traverseaz anvelopa fictiv (W);SE Suprafaa total de
transfer termic a anvelopei SE=i(Si) (m2);Si Suprafaa de transfer
termic a fiecrui element i de anvelop (m2);Ri Rezistena termic
corectat a fiecrui element i de anvelop (m2K/W);Rm Rezistena termic
medie a anvelopei (m2K/W). Deci formula de calcul a rezistenei
termice medii a anvelopei este: = =i iiiii iiEmRSSRSSR' '(2.8)
Oanvelopacreirezistenmedieestedeproximativ0,4-0,5[m2K/W]
corespundecldirilorneizolate,sauslabizolatetermic,ntimpcecldiriledereferin
suntcaracterizatederezistenedeordinul0,6-0,7[m2K/W],iareficienteenergeticsunt
caracterizate de rezistene de ordinul 1-1,2 [m2K/W].
Pierderidecldursprespaiinenclzite.ntr-ocldiresegsescspaiide
temperaturidiferiterecomandatecafiinddiferitenfunciededestinaiaaceluispaiu.
Totuilainteriorsegsescimaimultespaiinenclzitedinsimplumotivcanusunt
locuite,precum:casascrii,podul,subsolul,spltoria,atelierul,casaliftului,ghena,
debarale, pivnie .a.
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 21
Nefiindnclzite,acestorspaiinulisepoateasiguraotemperaturdeconfort
termic,temperaturcaredealtfelnicinuestenecesar,fiindspaiinelocuite,cidoar
spaiidetrecere.Dar,fiindadiacentecuspaiinclzite,deciavndpereicalzi,aceste
spaiisenclzesc,prelundcldurdeladelaspaiilencaretrebuieasiguraianumii
parametridecomforttermic.nconcluzie,atragemateniaasuprafaptuluicexist
pierderi de cldur de la spaiile nclzite ctre aceste spaii
nenclzite.Acestefluxuridecldurdisipatesecalculeazfunciederezistenatermica
pereilorceseparspaiulnclzitdecelnenclzit,desuprafaaacestorpereiide
temperatura spaiilor nenclzite. Rezistenele termice ale pereilor se
calculeaz de aceeai manier dup cum a fost
prezentatmaisus.Temperaturaspaiilornenclzite,secalculeazpebazaecuaiilorde
bilantermicalcantitiidecldurdinacestespaii.Sevaobinecatemperatura
acestorspaiiaceavaloareceechilibreazaporturiledecldurcufluxurilepierdute.
Pentru calculul de dimensionare se recomand valorile temperaturilor
spaiilor nenclzite conform STAS 1907/2-1997.
Pierderidecldurprininfiltraii.Oaltpierderedecldurconsiderabiln
perioadarecearelocprininfiltraii,atuncicndaerulexterior,intrprinneetaneitile
ferestreloriuilorexterioarelainteriorulspaiilornclzite.Aceeaicantitatedeaerde
iese din ncpere:-pe de o parte prin neetaneittile ferestrelor i
uilor exterioare ctre exterior,
i-pedealtpartespreholulcldiriiprinrostuluii,princircuiteleelectricei
bineneles prin gurile de aerisire, dac acestea exist.
Valoareaconvenionaldecalculanumruluideschimburideaerpeorna(h-1)
esteindicatdectreINCERC,(ANEXA7)nurmaunorexperimentelordelaborator
realizate cu peste 30 ani n urm i a literaturii existente la acel
moment. Metoda folosit la acel moment este cea a descreterii
concentraiilor interioare n CO2.
Formuladecalculpentrufluxultermicpierdutprininfiltraii(ecuaia2.9)ine
seama de rata de ventilare: t c n V Qpaer aer a incapere iA - - - -
= (2.9) unde: Qi fluxul termic pierdut prin infiltraii (W)Vincapere
volumul ncperii (m3); na nr de schimburi de aer pe or (1/h);
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 22 aer densitatea aerului, egal cu 1,2 Kg/ m3;
cp aer cldura specific la presiune constant a aerului, egal cu 1005
j/kg/K;t diferena de temperatur ntre aerul interior i cel infiltrat
(oC).
Coeficientulglobaldeizolaretermicacldirii.Acestcoeficientesteun
coeficientgeneralcecaracterizeazcldireaattcaanvelopcticaregimde
funcionare. Rezistena medie a anvelopei era o caracteristic a
anvelopei ca un ntreg, n
timpceacestcoeficientcuprindeiefectulinfiltraiilorsaucelaltemperaturiispaiilor
nenclzite nvecinate cu spaiul nclzit.
ncazulcldirilordelocuitcoeficientulglobaldeizolaretermicacldiriiG
[W/m3/K]secalculeaz(ecuaia2.10)nfunciedesuprafeeleS[m2]irezistenele
termice corectate R [W/m2K] ale fiecrui element de construcie j, de
volumul cldirii V [m3] i de numrul de schimburi de aer pe or na
[h-1]: aje irxt ijajj jnVRt tt tSnVRSG +||||.|
\|= +||.|
\| =34 . 0'34 . 0't(2.10) unde: titemperatura interioar
convenional de calcul (oC); tetemperatura exterioar convenional de
calcul (oC);
texttemperaturadelaexteriorulperetelui(oC);poatefitemperaturaunuisubsol,unui
pod, unei case de scar, sau a altui spaiu nenclzit.
Coeficientulglobaldeizolaretermicacldirii,avnduncaractermaigeneral
dect rezistena medie a anvelopei (deoarece cuprinde i rata de
ventilare) are puterea de
acaracterizantreagacldire.lputemfolosicaindicealcldiriicorespunztor
necesarului de cldur. i n funcie de acestindice cunoatemperformana
energetica cldirii.Astfel pentru diferite tipuri de cldiri se
recomand diferite valori sub care trebuie
sscadcoeficientulglobaldeizolaretermicacldiriiG[6].Acestevalorimaxime
normate GN [W/m3/K] - (ANEXA 8) depind de factorul de compactitate
al cldirii i de regimul de nlime al acesteia.
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 23 Variaia temperaturii medii de radiaie. Un
efect secundar favorabil al creterii rezistenei termice echivalente
este creterea temperaturii medii de radiaie m. Aceasta are o
importan sporit n cazul cldirilor cu indice de form ridicat, unde
exist un numr mai mare de ncaperi cu dou sau mai multe elemente de
nchidere. Influena negativ a valorilor sczute ale temperaturii
medii de radiaie asupra confortului termic poate fi compensat ntr-o
oarecare msura prin creterea temperaturii aerului interior, n cazul
adoptrii sistemului de nclzire cu corpuri de nclzire.
Dacpentrusimplificare,sepresupunectemperaturamedieaaeruluiexteriorpe
sezonuldenclzireestede0C,cretereatemperaturiiaeruluiinteriorcu1Cconducelao
mrirecu5%apierderilordecldurprinventilare.Pierderiledecldurprinventilare
reprezint ntre 30...40% din pierderile totale de cldur ale cldirii,
astfel c variaia cu 1C a
temperaturiiaeruluiinteriorinduceovariaiecucca.2%apierderilortotaledecldurale
cldirii. n prezent majoritatea cldirilor nu asigur condiiile
parametrilor deconfort sau au un consum suplimentar de energie.
Astfel, dac se consider o cldire cu trei nivele, cu 10 ncperi pe
nivel, consumul anual suplimentar de energie necesar asigurrii
temperaturii de confort este de aproximativ 5 MWh. n funcie de
gradul de izolare termic se poate obine
oreducerecu15...23%aacestuiconsum,asigurndconcomitentioreducerea
necesarului de nclzire cu 40...60%.
Rolulsuprafeeiexterioare.Stratultermoizolantexteriorprotejatcuunstratde
tencuial hidrofob conduce la o scdere a efectelor combinate ploaie
- vnt (nu permite umezireastructuriiiniiale)iprin aceasta se obine
creterea rezistenei la transfer termic
ideasemenea,rezultoscdereapierderilordecldurprinevaporare.nmodcert
crete gradul de impermeabilitate al structurii la aer i la vapori.
Necesarul de energie pentru nclzire al unei cldiri se poate exprima
cu relaia: dx t tKEeNi) (0 =}q(2.11) n care qeste randamentul
sistemului de nclzire. innd seama de ecuaiile (2.9) (2.11),
raportul consumului energetic dup i nainte de reabilitare termic a
cldirii este dat de relaia: 3835 , 003835 , 0 '0' ' '566 , 2 ) (566
, 2 ) (N t tN t tNNKKEEe ie i = (2.12)
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 24 n figura 2.2 se prezint raportul sarcinii
termiceQ Q' i a consumului de energie E E' n funcie de gradul de
reabilitare termicK K', pentru temperatura de echilibru de 12C.
Fig. 2.2 - Variaia sarcinii termice i a energiei necesare
Durataperioadeidenclziredepindeidecaracteristiciletermicealeanvelopei
cldirii.nfigura2.3seprezintvariaianecesaruluidecldurpedurataperioadeide
nclzire, considernd c naintea reabilitrii
termiceacldiriitemperaturade echilibru a fost 12C. Fig. 2.3 -
Variaia necesarului de cldur naintea reabilitrii termice
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 25
Dupreabilitareatermicacldiriiraportulnecesaruluidecldurramneacelai,
darseobservreducereaperioadeidenclziredacseaunvedereaporturiledecldur
(fig. 2.4). Fig. 2.4 - Variaia necesarului de cldur dupa
reabilitrea termic
Ladimensionareasistemuluidenclzireseneglijeazaporturilede cldur,nct
sistemulpetoatdurataperioadeidenclzirevafuncionalaocapacitateaparial.Din
figura 2.5 se observ c aporturile de cldur acoper peste 50% din
necesarul de nclzire pe un interval de 60...80% din perioada de
nclzire. Fig. 2.5 - Raportul dintre aporturile i necesarul total de
cldur
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 26 Dac o cldire este reabilitat din punct de
vedere termic, circa 30% din economia
totaldeenergieserealizeazdatoritperioadeimairedusedenclzire.Noua
temperatur de echilibru depinde de gradul reabilitrii i de starea
fizico-termic iniial a anvelopei cldirii. Influena aporturilor de
cldur va crete semnificativ dup reabilitare.
Variaiaconstanteidetimp.ConstantadetimpTaunuielementdeconstrucie se
definete cu relaia: kSCT = (2.13)
ncare:Cestecapacitateatermicancperii;kcoeficientuldetransfertermical
elementului de construcie; S aria elementului de construcie.
Constanta de timp pentru o ncpere se definete innd seama i de
infiltraiile de aer: +=jp e e j jL c S kCT(2.14) n care: pLeste
debitul de aer proaspt introdus n ncpere, e- densitatea aerului,
ec- cldura specific a aerului. Cu ct valoarea constantei de timp
este mai mare, cu att temperatura aerului interior este mai stabil
la variaiile temperaturii aerului exterior.
Dacscadpierderiledecldurprintr-unelementexterior/ncapere,iarcapacitateade
acumulare nu se modific (chiar crete n cazul izolarii termice
suplimentare), atunci constanta de timp a elementului/ncperii
crete. Aceasta are ca efect utilizarea mai eficient a aporturilor
solare,
oamplitudinedeoscilaieatemperaturiiaeruluiinteriormaimic,respectivtrecereamai
uoar peste perioadele extreme nefavorabile [37]. 2.4.
Caracteristici reale ale anvelopei cldirilor Dupa criza energetic
din 1973, toate rile din Europa de Vest i n special rile nordice,
au trecut la efectuarea unor programe naionale de protecie termic,
care au fost
realizatenetapeprogresive.ncadrulacestorprogrames-auaplicatdiferitesoluiide
mbuntire a gradului de protecie termic beneficiindu-se de faciliti
fiscale
precum:Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 27 credite de stat cu dobnda mic, tarife
difereniate la energia termic, scutirea de impozite sau impozite
difereniate etc. Ca urmare a acestor politici, a fost ncurajat
perfecionarea
unortehnologiiifolosireadematerialedeconstruciiperformante,pentrurealizarea
elementelor exterioare de nchidere a cldirilor de locuit,
asigurndu-se o cretere treptat a rezistenelor termice ale acestora.
Astfel, consumul specific de energie pentru nclzirea cldirilor a
sczut continuu: - n Germania s-a ajuns n 2001, fa de 1978, la o
reducere a consumului de energie cu 65%; - n Italia s-a ajuns n
1994, fa de 1978, la o reducere a consumului de energie cu 40%;
-nAustrias-aajunsn1997,fade1984,laoreducereaconsumuluideenergiecu
55%;
-nFrantas-aajunsn2001,fade1974,laoreducureaconsumuluideenergiecu
60%; - n Suedia s-a ajuns n 1990, fa de 1976, la o reducere a
consumului de energie cu 65%. n continuare se prezint o serie de
elemente de legtur ntre noiunile de energie
icldire,ntr-operspectivcarefacereferirelaintervaluldetimpdelaoculpetrolier
din anii 70 pn n 2004.
Unmomentimportantalacesteicronologiiesteschimbareasocialipolitic
radical, care a avut loc n ara noastr n decembrie 1989, la mijlocul
intervalului de timp considerat, i anume cderea regimului Ceauescu.
Prin urmare, estimrile urmtoare vor fi legate n principiu, de trei
ani importani: 1974, 1990 i 2004.
Dinpunctdevederealcldirilor,nRomniaexistunfondlocativimportant,
care, n termenii de referin abordai, aveau urmtoarele valori [21],
[37]: -1974 3.984.400 locuine, din care aproximativ 35% cu nclzire
central; -1990 7.948.000 locuine, din care aproximativ 42% cu
nclzire central; -2002 8.110.407 locuine, din care aproximativ 50%
cu nclzire central.
Conformdatelorultimuluirecensmntdin2002,52,5%dinlocuinesuntsituate
n mediul urban.
MajoritatealocuinelordinRomniasuntsituatencldiricuvechimecuprins
ntre 15 i 55 ani, caracterizate printr-un grad redus de izolare
termic i o uzur avansat. Structura fondului locativ n funcie de
vechime este prezentat n figura 2.6.
Capitolul2Reabilitareatermicacldirilorracordatelasistemulcentralizatde
alimentare cu cldur 28 >55 ani25%40 - 55 ani28%20 - 40 ani37%10
- 20 ani7%55 ans40 - 55 ans20 - 40 ans10 - 20 ans45 ani32%30 - 45
ani40%45 ans30 - 45 ans